PN结——“耗尽层”?
當摻雜5價磷的N型半導體和摻雜3價硼的P型半導體碰到一塊時,N型半導體中的電子會擴散向P區,如圖1,?擴散發生后,便會在交界處形成“空間電荷區”,空間電荷區中有電荷嗎,答案是肯定的,在擴散平衡后,越靠近中線的N區,電子濃度越小,也就是在圖一中,越向右電子濃度越高,越向左,電子濃度越低,空穴濃度越高,此時人為定義在n區電子濃度小于某個濃度的左側和p區空穴濃度小于某一濃度的右側為空間電荷區,即耗盡層。無論是電子還是空穴,其濃度都是逐漸變化的,是“模擬的”。在空間電荷區中,越靠近中間,電場越大,越靠近兩側,電場越小。所有空間電荷區的電勢變化并不是直線。實際上根據半導體物理器件,pn節內電場強度變化為直線,故電勢變化為二次函數關系。
圖2 圖3????
?如圖2,當PN結接正向電壓時,外電源從p區抽取電子,將電子再送回n區,這時,從pn結內部看,擴散運動產生的內電勢被削弱了,因此,需要更多的擴散運動來補充,故電流持續不斷地流過。
如圖3,當PN結接反向電壓時,外電源從n區抽取電子,將電子再送回p區,這相當于什么,相當于擴散運動通過外電源進行了,從pn結內部看,多子濃度整體減小,故耗盡層加寬。使得電流增大的只有少子飄移運動,故電流很小。
齊納擊穿:
(1)課本解釋:在高摻雜的情況下,因耗盡層寬度很窄,不大的反向電壓就可在耗盡層形成很強的電場,而直接破壞共價鍵,使價電子脫離共價鍵束縛,產生電子 -空穴對,致使電流急劇增大,這種擊穿稱為齊納擊穿。
(2)自我理解:摻雜濃度較高時,耗盡層為什么就窄,既然窄了,那么就可以想,擴散運動和飄移運動相比,后者對濃度(長度?)更敏感。下面繼續,加反向電壓后,外界源幫助了擴散運動,擴散運動就想到于更強,就會產生更強的電場。故。
雪崩擊穿:
(1)課本解釋:。當反向電壓增加到較大數值時,耗盡層的電場使少子加快漂移速度,從而與共價鍵中的價電子相碰撞,把價電子撞出共價鍵,產生電子-空穴對。新產生的電子與空穴被電場加速后又撞出其它價電子,載流子雪崩式地倍增,致使電流急劇增加 ,這種擊穿稱為雪崩擊穿。
(2)自我理解:
總結
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